酵素

3

加水分解酵素(ヒドロラーゼ)

基質A-Bを加水分解してA-OHとB-Hに分解する酵素。炭水化物加水分解酵素にはアミラーゼ、グルコシダーゼ、ラクターゼなどがあり、炭水化物をブドウ糖などに分解する。タンパク質加水分解酵素にはペプシン、トリプシンなどがあり、タンパク質をアミノ酸に分解する。脂肪加水分解酵素にはリパーゼがあり、脂肪を脂肪酸とグリセリンに分解する。

4

除去付加酵素(リアーゼ)

基質A-BをA+Bに分解する酵素。脱炭酸酵素(デカルボキシラーゼ)などがある。

5

異性化酵素(イソメラーゼ)

ある基質をその異性体(分子式は同じだが原子の結合順序や立体的配列がことなり、性質もちがう化合物)に変化させる酵素。

6

合成酵素(リガーゼ)

基質AとBからA-Bを合成する際に必要なエネルギーをつくりだすためATPを分解し、同時にAとBを結合させる働きをもつ酵素。

IV

酵素の研究史

酵素は、人間がその存在に気づく前から、光合成、腐敗(→ 腐敗と分解)、アルコール発酵などのさまざまな働きをしてきた。

酵素の存在に人間が気がつきはじめたのは、18世紀半ばのことである。1783年には、スパランツァーニによってタカからとりだされた胃液の中に肉をとかす物質があることがわかった。ちなみにこれは、生体反応を生体の外でおこなった、はじめての実験であろう。19世紀になって、この物質はペプシンと名づけられた。

このような物質全体を酵素enzymeとよぶようになったのは、1878年にドイツの生理学者ウィルヘルム・キューネが提唱してからである。enは「～の中にある」、zymeは「酵母」という意味のギリシャ語にもとづいている。

酵素の働きとして、もっとも古くから知られていたのが、ブドウ糖からアルコールをつくるアルコール発酵である。パスツールは、発酵には生きた酵母が必要であることを実験によって証明した(→ 自然発生)。しかし、パスツールの死後の1897年、ドイツのエドゥアルト・ブフナーは、生きた酵母の代わりに酵母をすりつぶした液をつかってもアルコール発酵がおこることを発見した。これによって、酵母が酵素をつくり、酵素が発酵をおこすということがわかった。

その後、発酵だけでなく生体反応も酵素によっておこるという仮説がたてられた。しかし、1926年になるまで、酵素の化学的本質を解明することはできなかった。この年、アメリカのジェームズ・サムナーがウレアーゼ(尿素分解酵素)の分離と結晶化に成功、これがタンパク質であることをしめした。この説はすぐにはみとめられなかったが、30年にアメリカの生化学者ジョン・ノースロップがペプシンとトリプシンの分離と結晶化に成功し、やはりこれらがタンパク質であることを証明した。それ以後は、酵素の本体がタンパク質であることがひろくみとめられるようになった。

なお、ひとつひとつの酵素の名前は、ウレアーゼのように、触媒としてはたらく反応の語尾にアーゼ(-ase)がついているが、ペプシン、トリプシンなどは、このような名前の付け方が一般化する前につけられたものである。